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引言 1

第一章　控制系统的状态空间表达式 4

第一节　状态变量和状态空间表达式 4

第二节　状态空间表达式的模拟结构图 8

第三节　状态空间表达式的建立（一） 10

第四节　状态空间表达式的建立（二） 14

第五节　线性变换及约旦标准型 22

第六节　从状态空间表达式求传递函数矩阵 31

第七节 离散时间系统的状态空间表达式 35

第八节　非线性系统和时变系统的状态空间表达式 37

习题 39

第二章　状态空间表达式的解 42

第一节　线性定常齐次状态方程的解 42

第二节　矩阵指数函数——状态转移矩阵 43

第三节　非齐次状态方程的解 50

第四节　线性时变系统状态方程的解 52

第五节　连续时间状态空间表达式的离散化 57

第六节　离散时间系统状态方程的解 60

习题 67

第三章　线性控制系统的能控性和能观性 69

第一节 能控性和能观性的直观讨论 69

第二节　能控性的定义 70

第三节　线性连续定常系统的能控性判别 71

第四节　线性连续定常系统的能观性 76

第五节 离散时间系统的能控性和能观性 82

第六节 能控性与能观性的对偶关系 84

第七节　状态空间表达式的能控标准型和能观标准型 86

第八节　线性系统的结构分解 93

第九节　能控性和能观性与传递函数之间的关系 105

习题 109

第四章 系统运动的稳定性与李雅普诺夫方法 111

第一节　李雅普诺夫关于稳定性的定义 111

第二节　李雅普诺夫第一法 115

第三节　李雅普诺夫第二法 118

第四节　李雅普诺夫第二法在线性系统中的应用 124

第五节　李雅普诺夫第二法在非线性系统中的应用 129

习题 137

第五章　线性定常系统的综合 139

第一节　概述 139

第二节 线性反馈系统的基本结构及特征 140

第三节　极点配置问题 147

第四节　系统镇定问题 156

第五节　系统解耦问题 158

第六节　状态观测器 166

第七节　带状态观测器的状态反馈系统 174

习题 177

第六章 基于MATLAB的状态空间分析与设计 179

第一节 系统模型建立及转换 179

第二节 利用MATLAB求状态方程的解 185

第三节 MATLAB中系统的能控性和能观性分析 188

第四节 用MATLAB进行状态空间设计 190

第五节 基于状态反馈的倒立摆系统设计 192

第六节　基于全维状态观测器的倒立摆系统设计 198

习题 199

习题参考答案 200

附录一 MATLAB常用函数 208

附录二 倒立摆系统设计MATLAB参考程序 210

参考文献 213